説明

車両後部構造

【課題】車両後部にラジエターを配設することで、エンジンルームに熱がこもるのを防止する。
【解決手段】車両4の後側端部に設けた排出口11と、前記排出口の車両内側に設けたファン12と、前記ファンの車両内側に排気面14o側を向けて配設されたラジエター14を備え、ファン12の回転数を、車両速度に応じて変化させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、走行中に車両後方に発生する空気渦によって引き起こされる空気抵抗を減少することのできる車両後部構造に関するものであり、特に車両後方に向けて空気を排出することで、空気渦を車両から遠ざけることのできる車両後部構造に関する発明である。
【背景技術】
【0002】
走行中の車両の周囲には空気の流れが生じており、特に車両の後側には、カルマン渦と呼ばれる空気渦が発生する。この空気渦の発生によって、車両の後側は、車両の前側より圧力が低くなり、車両は後方に引っ張られ、走行抵抗となる。この走行抵抗は、燃費に大きく影響する。そのため、できるだけ、車両周囲の空気の流れを整流し、車両後方の空気渦の発生を低減する試みがされている。
【0003】
車両後方の空気渦を減少させるには、原理的には、車両を平面視した時に車両側面を流線型に近づけることで達成できる。流線型にすることで、車両側面を流れる空気がスムースに流れ、車両表面から剥離しないからである。
【0004】
しかしながら、車両を流線型にすると、トランクルームや車室スペースが小さくなったり、車両の構造強度の低下といった問題が発生する。したがって、現実的な車両構造を維持しつつ、空気流を整流する提案がなされている。
【0005】
特許文献1は、自動車の後輪近辺側面の空気流入口から、同じ高さか、または若干高く取付けた自動車後面の空気流出口へ、略々直線状に通じる自動車後部空気貫通路を開示する。これは、車両の後輪近辺の側面から車両後部へ抜ける導風路を設けることで、車両後部の特に後端部の空気の流れを整流し、空気渦の発生を減少させる発明である。同様の発明は、特許文献2にも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】実開昭60−188684号公報
【特許文献2】特開平07−025368号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、特許文献1、2では、車両側部から後部にかけて空気流の通路を備える分、車幅が広くなる。したがって、例えば、軽自動車に代表されるような比較的小型の車(以下「小型の車」と呼ぶ。)に対しては、そのままでは適用できない。また、車体外部に形成される構造であるため、外観品質を要求される部品が多くなる。外観品質を要求される部品は、ボディと同じ表面仕上げが必要とされたり、小さな傷まで不良品となるなど、製造・運搬・管理・組立といった工程で、神経を使い、コスト高となる。
【0008】
また、車体の側面を通過した空気流の向きを内側に向けるため、結局車体形状を流線型に近づけることになる。これは全長を短く設計する事の多い小型の車には、やはり適用できないという課題が存在する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は上記の課題に鑑みて想到された発明で、走行中の車外の空気の流れを整流するのではなく、一度車体内側に取り込んだ空気を車体後方に排出し、発生している空気渦を減少若しくは、より後方へ押しやることで空気流による抵抗を減少させる車両後部構造を提供するものである。
【0010】
より具体的に本発明の車両後部構造は、
車両の後側端部に設けた排出口と、
前記排出口の車両内側に設けたファンと、
前記ファンの車両内側に排気面側を向けて配設されたラジエターを備えたことを特徴とする。また、ファンは、車両の速度に応じて回転数が変化してもよい。
【発明の効果】
【0011】
本発明の車両後部構造は、一度車両内側に取り込んだ空気を車体の後側に排出するので、車外を流れる空気流のためだけに車体形状を絞る必要がない。従って、車両形状を有効に利用することと、車両後方の空気渦の低減を両立させることができる。
【0012】
また、車両後方に空気を排出するので、後輪が巻き上げる泥等の付着が軽減される。また、車体の後側に排出する空気はラジエターを通過させた熱風を排出する。これはエンジンをリア側に搭載した場合に、エンジンコンパーメント内に熱気がこもらず、エンジンコンパーメント内の冷却が効果的に行える。
【0013】
また、この場合排出する空気は熱風であるので、冬期に車両後部に雪や霜が付着するのを防止することができる。また、室内に連通した導風管をファンより車両内側に配置すると、車室内の空気を強制的に排出することもできる。これは、湿度センサと連動して動作させることで、換気と防曇性向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】本発明の車両後部構造の構成を示す図である。
【図2】本発明の車両後部構造を有する車の周囲に流れる空気流と空気渦を示す図である。
【図3】本発明の車両後部構造によって排出された空気によって車両の後方の空気渦の発生位置が変わる様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、図面を参照しながら本発明を説明する。なお、以下の説明は本発明の一実施形態を例示するものであり、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、下記の実施形態を変形してもよい。
【0016】
図1(a)および図1(b)は、本発明の車両後部構造1を示す平面図である。なお、以下の説明では、エンジンが車両後部に搭載される場合(所謂リアエンジンタイプ)について説明する。しかし、エンジンが車両前部に搭載される場合を排除するものではない。図1(a)を参照して、エンジン2は、車両4の後部に設けられたエンジンコンパーメント3内に載置されている。
【0017】
本発明の車両後部構造1では、車両4の後側端部に設けられた排出口11と、排出口11の車両内側に配設されたファン12と、ファン12よりさらに車両内側に設けられたラジエター14を有する。ラジエター14は、エンジン2と通水管14pによって連通され、冷却水が循環する。
【0018】
車両4の後側端部に設けられた排出口11は大きさ、位置ともに特に限定されるものではないが、車両4後部の両端部から空気渦が発生するので、その発生を低減できる位置に配設する必要がある。すなわち、排出口11は車両後部の両端2箇所に少なくとも設けられるのが好ましい。車両後部に発生する空気渦は、車両4の形状で大きく変化するため、車種ごとの設計が必要となる。
【0019】
空気渦は、車両の側面を流れてきた空気流が車両から剥離することで発生する。従って、排出口から排出される空気は、車両の後側から車両の後方から斜め後後方に向って排出できるようにするのが望ましい。図1(a)では矢印11aで示した。また、排出口11は、車両4の外面に設けられるため、外観品質を高める要求もある。そこで、排出口11には、フラッパ等を設け、ファン12が駆動したら、フラッパが風圧等で開くようにしてもよい。
【0020】
ファン12は、車両4内側から見た排出口11に、車両4内側から配設される。ファン12は、モータ駆動で駆動されるのが望ましい。車速に応じて回転数を制御できるからである。またクランク軸からの駆動力を利用してもよい。なお、ファン12による排気性を高めるために、排出口11とファン12とラジエター14の縁の周囲をダクト15で連結してもよい。
【0021】
ファン12のさらに車両4内側には、ラジエター14が配置される。また、ラジエター14の吸入面14i側には、車室4a内と連通した導風管16の出口16oが配置されてもよい。導風管16は、車室4a内側の換気口16iと連通している。車室4a内側の換気口16iは、開閉手段が設けられていて、車室4a内の空気の排出を制御できる。開閉手段は例えば、フラッパが好適に利用することができる。このフラッパの開閉は、手動で行ってもよいが、制御装置20によって開閉できるようにしてもよい。
【0022】
図1(b)を参照して、制御装置20は、外気温を検知する外気温センサ26および車室内の温度および湿度を検知する温湿度センサ24と、車室内圧力を検知する圧力センサ28と、車両4の速度を検知する速度センサ22と、エンジン2の冷却水の温度を検知する冷却水温度センサ30と、ファン12のモータ12mと、車室4a内側の換気口16iの開閉手段16dと、車室4a内に外気を取り入れるベント32の開閉手段32dが接続されている。
【0023】
また、制御装置20には、換気口16iの開閉手段16dや、ベント32の開閉手段32dを手動で操作するための操作パネル34にも接続されていてよい。制御装置20は、それぞれのセンサ類からの信号を受信することで車両4の状態を検知し、その状態に基づいて、ファン12や開閉手段(16d、32d)等を制御する。
【0024】
以上の構成を有する本発明の車両後部構造1の動作について説明する。エンジン2が始動すると、制御装置20は冷却水温度センサ30からの信号によってエンジン2の冷却水の温度を検出し、所定の温度になると、ファン12を始動させる。ファン12が回転すると、エンジンコンパーメント3内の空気が排出される。それと同時にラジエター14を空気が通過し、冷却水が冷却される。
【0025】
車両4が停車している場合は、冷却水温度センサ30からの冷却水温度に応じてファン12の回転数を変化させる。より具体的には、冷却水温が上昇すれば、ファン12の回転数を増やし、冷却水温度が下がればファン12の回転数を落とす。
【0026】
次に車両4が走行を開始すると、制御装置20は、速度センサ22で車速を検知し、速度に応じてファン12の回転数を変える。車両4の周囲にできる空気流は、車速によって変化する。したがって、車両4の後方にできる空気渦も車速によって変化するからである。なお、走行中であっても、冷却水温度が高くなったら、ファン12の回転数を高くする。冷却水温度を下げなければならないからである。
【0027】
図2には、車両4が図面左方向に走行している場合の空気の流れを示す。車両4を基準に見ると空気は図面左方向から右方向(矢印の方向)に流れる。この空気の流れ8は車両4の側面4sを通過し、車両4の後方で空気渦8aを作る。この空気渦8aによって車両4の後方は車両4の前方より圧力が低くなり、走行抵抗となる。
【0028】
この空気渦8aは車速が高くなるとより大きくなり、走行抵抗も大きくなる。そこで、制御装置20はファン12の回転数を変える。ファン12の回転数は車速の増加に伴ってファン12の回転数も高くする方向に変化させる。ただし、車速によってどの程度のファン12の回転数にするかは、車両4の外形のデザインによって変化する。空気渦8aのでき方は外形の形状によって異なるからである。
【0029】
図3は、ファン12によって車両4の後方に空気が排出(矢印11aで示す。)されている場合の空気の流れを示す。走行中に排出口11から適切な量の空気11aを車両4の後方に排出することによって、空気渦8aの発生状態が変化する。排出口11から空気11aが車両4後方に排出されていると、空気渦8aの発生位置が図2の場合と比較してより後方にずれる。そのため走行抵抗が減少する。また、車両4後方の陰圧領域が減少するので、後輪によって巻き上げられた泥などが車両後面に付着しにくくなる。
【0030】
なお、エンジンコンパーメント3には、排出口11から排出する分量の空気を供給する必要があるが、エンジンコンパーメント3に入る空気の入口は特に限定されない。エンジンコンパーメント3下方から供給できるようにしてもよいし、エンジンコンパーメント3を覆うエンジンコンパーメントフードに空気取入口のスリットを設けて、そこから空気を流入するようにしてもよい。
【0031】
車室4a内と連通した導風管16の車室4a側に設けられた開閉手段16dを開くと、車室4a内とラジエター14の吸入面14iが導風管16によって連通される。ラジエター14の排気面14o側ではファン12が回転していて、空気を吸い出して排出口11から放出している。したがって、開閉手段16dによって導風管16の入口が開かれると、車室4a内の空気が強制的に吸い出される。すなわち、車室4a内の強制排気を行うことができる。
【0032】
近年の車両4は車室4a内の密閉性が高いので、車室4a内の圧力がかなり下がることもある。そこで、制御装置20は、圧力センサ28によって車室4a内が所定の圧力以下になったら、強制的に外気を車室4a内に取り込むようにベント32を開くように制御してもよい。
【0033】
また、制御装置20は、車室4a内温度と車室4a内湿度および車外温度をモニタし、ウインドウが曇る条件の時は、車室4a内の空気を強制的に換気することで、防曇性を高めるようにしてもよい。
【0034】
また排出口11から排出する空気はラジエター14を通過した熱風であるので、冬期の降雪時において、車両4後面に着雪しにくくすることができる。
【0035】
なお、車室4a内の空気の排気に関しては、乗車員による操作パネル34の操作によって動作させるようにしておいてもよい。車室4a内の空気の強制排気や、防曇性といった判断は乗車員の判断によるからである。
【産業上の利用可能性】
【0036】
本発明に係る車両用冷却構造は、エンジンを車両前方に搭載した車両に好適に利用することができるだけでなく、エンジンを後方に搭載した車両にも適用することができる。
【符号の説明】
【0037】
1 車両後部構造
2 エンジン
3 エンジンコンパーメント
4 車両
4a 車室
4s (車両の)側面
8 空気の流れ
8a 空気渦
11 排出口
11a (排出口から排出された)空気
12 ファン
12m (ファンの)モータ
14 ラジエター
14p 通水管
14i 吸入面
14o 排気面
15 ダクト
16 導風管
16i 換気口
16d (換気口の)開閉手段
16o (導風管の)出口
20 制御装置
22 速度センサ
24 温湿度センサ
26 外気温センサ
28 圧力センサ
30 冷却水温度センサ
32 ベント
32d (ベントの)開閉手段
34 操作パネル

【特許請求の範囲】
【請求項1】
車両の後側端部に設けた排出口と、
前記排出口の車両内側に設けたファンと、
前記ファンの車両内側に排気面側を向けて配設されたラジエターを備えたことを特徴とする車両後部構造。
【請求項2】
前記ファンは、前記車両の速度に応じて回転数が変化することを特徴とする請求項1に記載された車両後部構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2013−95150(P2013−95150A)
【公開日】平成25年5月20日(2013.5.20)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−236438(P2011−236438)
【出願日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【出願人】(000002967)ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Fターム(参考)】